Grafeno branco é produzido usando bobina de Tesla modificada

Com informações do CINE - 17/01/2022

O nitreto de boro é o pó branco se formando pela ação do arco voltaico dentro do recipiente curvo.
[Imagem: CINE]

Nitreto de boro

Pesquisadores brasileiros desenvolveram uma técnica simples para produzir folhas de um dos materiais bidimensionais (2D) mais promissores para a eletrônica e a óptica.

Materiais bidimensionais, como o grafeno e a molibdenita, estão se tornando cada vez mais relevantes, mas produzi-los em escala industrial, mantendo as suas propriedades, ainda é um desafio a ser vencido.

Rodrigo de Souza e seus colegas do CINE (Centro para Inovação em Novas Energias) e do IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares) trabalharam com um outro material 2D, o nitreto de boro, que está sendo usado para criar sinapses artificiais para computadores neuromórficos e até qubits para computadores quânticos.

Rodrigo e seus colegas desenvolveram um método rápido, limpo, escalável e simples para obter nanofolhas de nitreto de boro hexagonal - o material é formado por camadas planas de átomos de boro e nitrogênio dispostos em forma de hexágonos.

Para tirar proveito de todas as propriedades desse material em sua versão bidimensional, é necessário esfoliá-lo, ou seja, extrair folhas de poucas camadas atômicas de espessura a partir de um cristal macroscópico. Conhecido como grafeno branco, o nitreto de boro hexagonal é semelhante ao material de carbono em muitos aspectos, mas é muito mais difícil de se esfoliar.

Nanofolhas do nitreto de boro, o "grafeno branco".
[Imagem: Rodrigo F.B. de Souza et al. - 10.1016/j.mtadv.2021.100181]

Grafeno branco produzido por bobina de Tesla

A equipe conseguiu extrair as nanofolhas usando o plasma criado por uma bobina de Tesla modificada, atuando sobre o material confinado dentro de um tubo.

A bobina de Tesla é um aparelho simples, que pode até ser construído artesanalmente, capaz de produzir descargas de alta tensão, criando arcos voltaicos. Essas descargas elétricas ionizam o ambiente, formando o chamado "plasma frio", no qual os elétrons estão em um estado energético mais alto do que o resto das partículas.

A esfoliação do nitreto de boro ocorre quando os elétrons são disparados contra uma amostra macroscópica de nitreto de boro: Parte da energia dos elétrons é transferida para a estrutura do cristal, o que aumenta a distância de ligação entre as camadas atômicas até um ponto em que a ligação se rompe, e a folha se solta naturalmente, depositando-se no recipiente.

O nitreto de boro hexagonal também está sendo usado em pesquisas para a geração e armazenamento de energia renovável, em processos de catálise e fotocatálise e em dispositivos como supercapacitores e células a combustível.

Mais tópicos